플라즈마 및 파이버 레이저 절단기 선택 및 소개

플라즈마 및 파이버 레이저 절단기

현대 기계 가공 산업의 발전에 따라 절삭 품질과 정밀도에 대한 요구가 끊임없이 높아지고 있으며, 생산 효율 향상, 생산 비용 절감, 그리고 고도의 지능형 자동 절삭 기능에 대한 요구 또한 높아지고 있습니다. CNC 절삭기의 개발은 현대 기계 가공 산업의 발전 요구를 충족해야 합니다.

절단기는 화염 절단기, 플라스마 절단기로 구분됩니다. 파이버 레이저 커팅 머신, 물 절단 등 레이저 절단기는 가장 빠르고 절단 정확도가 높으며 절단 두께가 일반적으로 얇습니다. 절단 속도 플라즈마 절단기 또한 매우 빠르며, 절단면은 일정한 경사를 가지고 있습니다. 화염 절단기는 주로 두께가 두꺼운 탄소강에 사용됩니다.

1. 절단기의 분류

1. 절단재료에 따라 절단기는 금속재료 절단기와 비금속재료 절단기로 구분된다.
2. 비금속 재료 절단기는 화염 절단기, 플라스마 절단기, 레이저 절단기, 워터 나이프 절단기 등으로 구분됩니다.
3. 금속재료 절단기는 주로 공구 절단기입니다.
4. 절단기는 제어 모드에 따라 CNC 절단기와 수동 절단기로 구분됩니다.

CNC 절단기는 디지털 프로그램으로 구동되며, 공작기계의 움직임에 따라 절단 공구가 무작위로 대상물을 절단합니다. 이러한 메카트로닉스 절단기를 CNC 절단기라고 합니다.

레이저 절단기는 효율이 가장 빠르고, 절단 정확도가 높으며, 절단 두께가 일반적으로 얇습니다. 플라즈마 절단기는 절단 속도도 매우 빠르며, 절단면은 일정한 경사를 가지고 있습니다. 화염 절단기의 바늘은 두꺼운 탄소강으로 제작됩니다.

2. 적용 범위

절단기는 금속 및 비금속 산업에서 사용됩니다. 일반적으로 비금속 산업은 석재 절단용 석재 절단기, 물 절단기, 톱니 절단기, 천 및 플라스틱 절단용 레이저 절단기, 블레이드 절단기, 화학 섬유 제품 절단용 레이저 절단기 등 더 세부적으로 분류됩니다.

화염 절단기와 플라즈마 절단기는 금속 재료 절단에 사용됩니다. 화염 절단기는 CNC 절단기와 수동 절단기, 두 가지로 나뉩니다. 수동 절단기에는 소형 스포츠카, 반자동, 순수 수동, CNC, 갠트리 CNC 절단기, 캔틸레버 CNC 절단기, 데스크톱 CNC 절단기, 교차선 CNC 절단기 등이 있습니다.

3. 신청 비용

레이저 절단기는 가장 비싼 첨단 절단 장비로 정확도와 효율성이 가장 높고, 그 다음으로 워터 나이프 절단기, 화염 절단기, 플라스마 절단기가 뒤따릅니다.

4. 플라스마 절단기와 파이버 레이저 절단기 비교

4.1 플라즈마 절단기:

1. 절단 품질: 경사각이 우수하고, 열영향부가 작고, 기본적으로 슬래그가 없고, 미세 절단 효과가 양호함.
2. 생산 능력 : 다양한 두께의 금속재료의 절단속도는 극히 빠르고, 천공속도도 극히 빠르다.
3. 운영 비용: 마모 부품은 수명이 길고, 생산 효율성이 좋으며, 절단 품질이 우수하여 다른 기술에 비해 단일 작업 비용이 낮습니다.
4. 유지관리 방법: 많은 구성품은 공장의 유지관리팀에 의해 적절하게 유지관리될 수 있습니다.

4.2 파이버 레이저 커팅 머신

1. 절단 품질: 경사각이 우수하고, 가열에 의한 영향 부위가 적으며, 슬래그가 거의 발생하지 않습니다. 가장 좁은 굽힘 조건에서도 정밀한 절단 효과를 얻을 수 있습니다.
2. 생산 능력: 절단 토치를 빠르게 분리할 수 있어 생산 효율이 향상됩니다. 두께가 6mm 미만인 금속 소재를 절단할 때 절단 속도가 매우 빠릅니다. 금속이 두꺼울수록 속도가 느려지고, 금속이 두꺼울수록 천공 시간이 길어집니다. 일반적으로 레이저 절단은 비금속 절단에 사용되며, 고정밀 절단에만 파이버 레이저 절단을 사용할 수 있습니다.
3. 단일 작업의 비용은 전력과 가스 비용이 많이 들고, 유지 관리 비용도 높고, 절단 속도도 비교적 느리기 때문에 높습니다.
4. 유지관리 모드: 복잡한 유지관리 작업을 완료하려면 전문적이고 기술적인 인력이 필요합니다!

5. 플라즈마 절단기의 분류:

1. CNC 화염 절단기
2. CNC 플라즈마 절단기
3. CNC 레이저 절단기
4. CNC 고압 워터젯 절단기
5. 기타 특수 절단 장비(CNC 파이프 절단기, CNC 프로파일 절단기, 기타 비금속 특수 절단 장비 등)

6. 다양한 CNC 절단기의 특성 및 응용

1. CNC 플라즈마 절단기는 넓은 절단 범위를 자랑하며, 모든 금속판을 절단할 수 있습니다. 절단 속도와 효율이 뛰어나며, 절단 속도는 분당 10m 이상에 달합니다. 플라즈마 수중 절단은 소음, 먼지, 유해 가스 및 아크 오염을 제거하고 작업 환경을 효과적으로 개선합니다. 고출력 플라즈마 절단 기술의 발전으로 절단 두께가 100mm를 넘어섰으며, 이는 CNC 플라즈마 절단기의 절단 범위를 더욱 넓혔습니다.
2. CNC 레이저 절단기는 빠른 절단 속도와 높은 정밀도를 특징으로 합니다. 레이저 절단기는 가격이 비싸고 절단 비용도 높습니다. 따라서 높은 정밀도가 요구되는 박판 절단에만 적합합니다.
3. CNC 고압 워터젯 절단기는 높은 절단 정밀도, 열 변형 없는 환경 친화적 절단 모드를 제공하여 모든 소재(금속, 비금속, 복합 소재) 절단에 적합합니다. 단점으로는 절단 속도가 느리고 효율이 낮으며 절단 비용이 높다는 것입니다.
4. 기타 CNC 절단기: CNC 파이프 절단기, CNC 강철 절단기, CNC 홈 절단기, CNC 목공 절단기 등이 있습니다. 이러한 특수 절단 장비는 주로 다양한 특수 형상의 CNC 절단에 사용되며, 시중에는 제조업체가 거의 없습니다.

7. 파이버 레이저 절단기의 분류

1. 레이저 절단기
2. 이산화탄소 절단기

8. 레이저 절단기 및 이산화탄소 절단기의 작동 원리

1. 금속판 절단에 레이저 기술이 도입된 이후, CO2 레이저가 시장을 장악해 왔습니다. CO2 레이저 광원은 질소 분자를 여기시켜 CO2 분자(레이저 가스)와 충돌시켜 광자를 방출하고, 최종적으로 금속을 절단할 수 있는 레이저 빔을 형성하기 위해 많은 에너지를 필요로 합니다. 공동(cavity) 내에서 분자 활동은 빛과 열을 동시에 방출하기 때문에 레이저 가스를 냉각하기 위한 냉각 시스템이 필요합니다. 이는 냉각 과정에서 더 많은 에너지가 소모되어 에너지 효율을 더욱 저하시킵니다.
2. 파이버 레이저 장비는 차지하는 면적이 작고, 레이저 광원과 냉각 시스템의 부피도 작습니다. 레이저 가스 라인이 없고 렌즈를 조정할 필요도 없습니다. 그러나 50kW 또는 4kW 파이버 레이저는 6kW 또는 2kW CO2 레이저 소스의 3%에 해당하는 에너지만 소모하여 동일한 성능을 구현할 수 있으며, 속도가 빠르고 에너지 소비가 적으며 환경에 미치는 영향도 적습니다.
3. 파이버 레이저 장비는 차지하는 면적이 작고, 레이저 광원과 냉각 시스템의 부피도 작습니다. 레이저 가스 라인이 없고 렌즈를 조정할 필요도 없습니다. 그러나 50kW 또는 4kW 파이버 레이저는 6kW 또는 2kW CO2 레이저 소스의 3%에 해당하는 에너지만 소모하여 동일한 성능을 구현할 수 있으며, 속도가 빠르고 에너지 소비가 적으며 환경에 미치는 영향도 적습니다.
4. 마이크로 벡터 장치는 벡터를 사용하여 레이저 경로를 더욱 매끄럽게 표시합니다. 레이저 시스템으로 절단된 피복 필름의 윤곽선은 깔끔하고 매끄러우며, 버(burr)나 접착제 넘침 없이 매끄럽습니다. 다이 및 기타 가공 방법으로 창을 열면 창 근처에 버(burr)와 접착제 넘침이 발생하는 것은 불가피합니다. 버(burr)와 접착제 넘침은 패드에 접착하고 압착한 후 제거하기 어려우며, 이는 후속 코팅의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.

하지만 마이크로벡터 시스템을 사용하면 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다. 수정된 CAD 데이터를 마이크로벡터 소프트웨어 시스템으로 가져오기만 하면 되므로, 원하는 그래픽의 커버 필름을 쉽고 빠르게 가공하여 시간과 비용 측면에서 시장 경쟁에서 우위를 점할 수 있습니다. 마이크로벡터 장비는 수치 제어 기술, 레이저 기술, 소프트웨어 기술 및 기타 광학, 기계, 전기 첨단 기술의 조합으로, 높은 유연성, 고정밀, 고속 및 기타 첨단 제조 기술의 특징을 갖추고 있습니다. 마이크로벡터 장비를 통해 회로 기판 제조업체는 기술 수준, 경제성, 시간 및 자율성 측면에서 기존의 플렉시블 기판 가공 및 납품 방식을 혁신할 수 있습니다.

9. 응용 프로그램 비교

[wptm 아이디=53]

10. 절삭재료 분석

1. 스테인레스 스틸 : 스테인리스강 절단 시에는 산소를 사용해야 하며, 모서리 산화는 중요하지 않습니다. 질소를 사용하여 산화 및 버 없는 모서리를 얻을 경우 추가 처리가 필요하지 않습니다. 판재 표면에 오일막을 코팅하면 가공 품질을 저하시키지 않고도 더 나은 천공 효과를 얻을 수 있습니다.
2. 알류미늄: 높은 반사율과 열전도율에도 불구하고, 합금 종류와 레이저 성능에 따라 두께 6mm 미만의 알루미늄도 절단이 가능합니다. 산소를 사용하여 절단할 경우 절단면이 거칠고 단단합니다. 질소를 사용하면 절단면이 매끄럽습니다. 순수 알루미늄은 순도가 높아 절단이 매우 어렵습니다. 시스템에 "반사 흡수" 장치를 설치해야만 알루미늄을 절단할 수 있습니다. 그렇지 않으면 반사로 인해 광학 부품이 손상됩니다.
3. 구리와 황동: 두 소재 모두 높은 반사율과 매우 우수한 열전도도를 가지고 있습니다. 두께가 1mm 미만인 황동은 질소로 절단할 수 있으며, 두께가 2mm 미만인 구리는 절단할 수 있지만, 처리 가스로는 산소를 사용해야 합니다. 구리와 황동은 시스템에 "반사 흡수" 장치가 설치된 경우에만 절단할 수 있습니다. 그렇지 않으면 반사로 인해 광학 부품이 손상될 수 있습니다.

11. 파이버 레이저 절단기의 장점

1. 높은 정밀도: 정밀한 액세서리 절단 및 다양한 공예 문자와 그림의 정밀 절단에 적합합니다.
2. 고속: WEDM보다 100배 이상.
3. 열영향부가 작아 변형이 적습니다. 재단선은 후가공 없이도 매끄럽고 아름답습니다.
4. 높은 비용 대비 성능: 가격은 비슷한 성능의 CO1 레이저 절단기의 3/2에 불과하고, 동일한 효율의 CNC 펀칭기의 2/5에 불과합니다.
5. 사용비용은 매우 낮습니다: 동일 기종의 CO1 레이저 절단기의 8/1~10/2에 불과하며, 시간당 비용은 약 18위안에 불과하고, CO2 레이저 절단기의 시간당 비용은 약 150~180위안입니다.

6. 후속 유지관리 비용은 매우 낮습니다. 동일 기종의 CO1 레이저 절단기의 10 / 1 ~ 15 / 2, 동일 효과의 CNC 펀치의 1 / 3 ~ 1 / 4에 불과합니다.

7. 안정적인 성능으로 연속 생산을 보장합니다. 고체 YAG 레이저는 레이저 분야에서 가장 안정적이고 발전된 제품 중 하나입니다.

12. 파이버 레이저 절단과 터렛 펀치 프레스의 비교

1. 모든 종류의 복잡한 구조 처리를 완료할 수 있으며, 컴퓨터로 어떤 이미지라도 그릴 수만 있다면 기계가 처리를 완료할 수 있습니다.
2. 금형을 열 필요 없이, 컴퓨터로 도면만 그리면 바로 제품을 낼 수 있어 신제품을 빠르게 개발하고 비용을 절감할 수 있습니다.

3. 야그 절단기는 자동 추적 시스템을 갖추고 있어 평면 절단과 다양한 불균일한 표면 절단을 완료할 수 있습니다.

4. 복잡한 가공이 요구되며 CNC 펀칭은 완성하기 어렵고 레이저 절단은 가능합니다.

5. 표면이 매우 매끄럽고, 제품 등급이 매우 높아 CNC 펀칭으로 달성하기 어렵습니다.

6. 0.5m 두께 이내의 성형된 상자는 CNC 펀칭으로는 가공이 불가능한 구멍과 홈을 추가하여 가공해야 하며, YAG CNC 금속 레이저 절단기로 해결할 수 있습니다.

제품 개요

다양한 CNC 절단기의 적용을 통해 국내 CNC 절단기의 기술 수준과 기계 성능 등 전반적인 수준은 눈부신 발전을 이루었으며, 점차 국제 선진 수준에 도달하여 사용자 요구를 충족하고 시장 경쟁력을 더욱 향상시키고 있습니다. 일부 국내 CNC 플라즈마 절단 제품은 여러 측면에서 고유한 특징을 형성하여 "자동화, 다기능, 고신뢰성"을 실현했습니다. 어떤 측면에서는 제품의 기술 성능이 해외 제품보다 훨씬 뛰어납니다.

개발 추세 관점에서 볼 때, CNC 화염 절단기는 CNC 절단기 시장에서 기본 시장을 유지하는 반면, CNC 플라즈마 절단기와 CNC 레이저 절단기는 판재 절단 시장의 주류로 자리 잡을 것입니다. 특수 형상 CNC 절단 장비, 접촉식 및 비접촉식 비금속 특수 CNC 절단 장비 또한 더 큰 개발 공간을 확보할 것이며, 전체 CNC 절단기 시장은 지속적으로 확대될 것입니다. CNC 절단기의 생산 효율과 절단 품질을 향상시키고, 생산 비용을 절감하며, 자동화 수준과 시스템 안정성을 높이고, 시스템 기능을 개선하는 것이 기술 개발의 방향이 되었습니다.

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